【摘要】：通過設(shè)計雙母線橢球殼作為脹形前預(yù)制殼,解決了初始軸長比大于2的橢球殼在脹形過程赤道帶起皺的問題。為分析雙母線橢球殼脹形過程的應(yīng)力與變形特點,進行初始軸長比為1.5和1.7的雙母線橢球殼液壓脹形試驗研究和數(shù)值模擬。通過數(shù)值模擬,揭示雙母線橢球殼無模脹形避免起皺的機理。在變形過程中,赤道帶板料一致承受雙向拉應(yīng)力作用;赤道帶焊縫處在變形初始階段存在緯向壓應(yīng)力,產(chǎn)生的原因是焊縫處多面殼體二面角展開過程存在彎曲效應(yīng),在焊縫外表面帶來附加壓應(yīng)力,該壓應(yīng)力不足以引起失穩(wěn)起皺;隨壓力升高,殼體各處均受雙向拉應(yīng)力作用。通過試驗研究,繪制典型點的應(yīng)力軌跡圖,揭示雙母線橢球殼脹形過程中塑性變形發(fā)展及壁厚變化規(guī)律。極帶最先發(fā)生塑性變形,隨著壓力的升高,塑性逐漸向赤道線方向發(fā)展,赤道線最后發(fā)生塑性變形;殼體側(cè)瓣中心線比焊縫線更容易發(fā)生塑性變形。極帶的變形量大于赤道帶,所以壁厚的最大減薄位于極點,最大減薄率分別為10.4%和16.3%。最終獲得合乎設(shè)計要求的橢球殼。
[Abstract]:By designing double generatrix ellipsoidal shell as prefabricated shell before bulging, the wrinkling problem of ellipsoidal shell with initial axial length ratio greater than 2 in the equatorial zone of bulging process is solved. In order to analyze the stress and deformation characteristics of double generatrix ellipsoidal shell during bulging process, hydraulic bulging test and numerical simulation of double generatrix ellipsoidal shell with initial axial length ratio of 1.5 and 1.7 are carried out. The mechanism of avoiding wrinkling in die-free bulging of double-generatrix ellipsoidal shells is revealed by numerical simulation. During deformation, the equatorial strip is uniformly subjected to bidirectional tensile stress; the equatorial strip weld is subjected to zonal compressive stress at the initial stage of deformation, which is caused by the bending effect during the dihedral angle unfolding of the polyhedral shell at the weld, and the weld appearance. With the increase of pressure, the shell is subjected to biaxial tensile stress everywhere. The stress trajectory of typical points is plotted through experimental study, which reveals the development of plastic deformation and the variation of wall thickness in the bulging process of double generatrix ellipsoidal shell. The deformation of the polar zone is larger than that of the equatorial zone, so the maximum thinning of the wall thickness is at the pole, and the maximum thinning rate is 10.4% and 16.3% respectively.
【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;哈爾濱工業(yè)大學(xué)金屬精密熱加工國家級重點實驗室;
【基金】：長江學(xué)者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃資助項目(IRT1229)
【分類號】：TG394

【參考文獻】

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本文編號：2201748